近日OPPO公司的新浪官方微博贴出了一组由OPPO Find 5拍摄的图片样张,图片的画质和细腻程度让许多网友都为之赞叹。
在背照式CMOS传感器基础上改进
如果你对堆栈式CMOS传感器的构造和原理依然比较模糊,不妨让我们回到背照式CMOS传感器来谈一谈。在设计开发背照式传感器之前(堆栈式传感器其实是背照式的改良版本),图像传感器多数为前照式,也就是说图像感光元件是位于基板电路布线层的前方的。为了设计像素更高、性能更强的传感器元件,除了增加图像传感器的面积外,还有一个方式就是缩小每个感光单元的尺寸,不过成本也会因此而增加。缩小的感光单元虽然可以增加单位面积内传感器的像素值,但会影响传感器在弱光环境下的成像效果,因为感光单元的采光区域被缩小了,通光量也随之减少。此外在CMOS传感器中,离轴光线会被像素上方的介电材料和布线层的电路元件所遮挡,感光元件的面积越小,非模糊窗口的区域就会越小,而通过感光元件的光线也会随之减少。此外,布线层之间的布线空与传感器感光单位之间的间隔层,会成型光学通道,限制每个单位像素的镜头观测范围,而这个间隙开口区域,会直接影响传感器的图像画质,当单位像素的面积越小,观测范围的影响也会越大。
传统背照式传感器示意图
为了解决这一问题,背照式传感器将图像传感器元件反转后再安装在基板上,并移除传感器上部多余的空白硅晶,将感光单位直接暴露出来,以获取更多的光线。而堆栈式传感器在此基础上将传感器的布线层从前端抽出,直接放置在感光元件的下方,在不影响感光单位捕捉光线能力的同时,减小元件的体积。
堆栈式CMOS传感器有着高画质、高感度、低耗电等特性
不过青出于蓝胜于蓝,堆栈式传感器的新设计思路还克服了背照式传感器的部分缺点。在图像传感器工作时,感光元件和其他工作组件会发热,由于基板层的不同元件在受热膨胀后的系数不同,很有可能导致感光单位元件与电路元件相互分离,所以传感器工作时会出现不稳定的现象,但堆栈式传感器则将计就计,将布线层与感光单位分割开上下堆栈排列,就可有效避免这种现象的发生。当然还有一个好处就是在制造传感器时不用担心因为布线层的电路在处理信号时会影响到传感器的工作了,传感器的感光单位和布线层的电路元件将独立制作,为了获得更佳的图像画质在制造时也会引入新的制造工艺,当然减小传感器的体积仍然是我再次反复点明的要点。

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